اقرأ في هذا المقال
يُعتبر نظام إدارة قواعد البيانات المرتبطة “RDBMS” هو نظام إدارة قواعد البيانات “DBMS” الذي يعتمد على النموذج المترابط وكما تم تقديمه بواسطة “E.F. Codd”.
ما هو نظام RDBMS
نظام “RDBMS”: هي نظام إدارة قواعد البيانات المتقارب، و”RDBMS” هو أساس “SQL” ولجميع أنظمة قواعد البيانات الحديثة مثل “MS SQL Server” و”IBM DB2″ و”Oracle” و”MySQL” و”Microsoft Access“.
- “RDBMS” هي اختصار لـ “Relational Database Management System”.
- “SQL” هي اختصار لـ “Structured Query Language”.
- “DBMS” هي اختصار لـ “Database Management System”.
أساسيات نظام RDBMS
قاعدة البيانات العلائقية هي نوع من قواعد البيانات التي تحفظ وتقدم الوصول إلى نقاط البيانات المرتبطة ببعضها البعض، حيث تعتمد قواعد البيانات المترابطة إلى النموذج المترابط وهي وسيلة مباشرة لتمثيل البيانات في الجداول، وفي قاعدة البيانات المترابطة كل صف في الجدول هو سجل بمعرف فريد يسمى المفتاح، كما تتضمن أعمدة الجدول على ميزات البيانات وعادةً ما يكون لكل سجل قيمة لكل ميزة ممّا يجعل من السهل تكوين العلاقات بين نقاط البيانات.
يعني النموذج المترابط أنّ هياكل البيانات المنطقية “logical” أي جداول البيانات ووسيلة العرض والفهارس منفصلة عن هياكل التخزين المادية، وتعني هذه التجزئة أنّ مديرو قاعدة البيانات يستطيعون إدارة حفظ البيانات المادية دون الاصطدام بالانتقال إلى تلك البيانات كهيكل منطقي، وعلى سبيل المثال لا تعمل إعادة تسمية ملف قاعدة بيانات إلى إعادة تسمية الجداول المحفوظة فيه.
يستعمل التمييز بين المنطقي “logical” والمادي أيضاً على عمليات قاعدة البيانات وهي إجراءات معينة واضحة تتيح للتطبيقات معالجة البيانات وهياكل قاعدة البيانات، وتتيح العمليات المنطقية للتطبيق بتعيين المحتوى الذي يتطلبه وتخصص العمليات المادية كيفية الانتقال إلى تلك البيانات ثم تنفيذ المهمة.
وللتحقق من أنّ البيانات مضبوطة دائماً ويمكن الانتقال إليها تعتمد قواعد البيانات المترابطة قواعد تكامل مخصصة، وفي السنوات الأولى لقواعد البيانات كان كل تطبيق يخزن البيانات في هيكله الفريد وعندما أراد المطورون إنشاء تطبيقات لاستخدام تلك البيانات، كان عليهم معرفة الكثير عن بنية البيانات المعينة للعثور على البيانات التي يحتاجون إليها، كما كانت هياكل البيانات هذه غير فعالة ويصعب صيانتها ويصعب تحسينها لتقديم أداء تطبيق جيد، وتم تصميم نموذج قاعدة البيانات المترابطة لحل مشكلة هياكل البيانات التعسفية المتعددة.
قدم نموذج البيانات المترابطة وسيلة قياسية للتوضيح والتحقق من البيانات التي يمكن استعمالها من قبل أي تطبيق، وأدرك المطورون أنّ القوة الرئيسية لنموذج قاعدة البيانات المترابطة تكمن في استخدامه للجداول، والتي كانت طريقة سهلة الاستخدام وفعالة ومرنة لتخزين المعلومات المنظمة والوصول إليه وكما ظهرت قوة أخرى للنموذج المترابط، وعندما بدأ المطورون في استخدام لغة الاستعلام المهيكلة “SQL” لكتابة البيانات والاستعلام عنها في قاعدة بيانات.
فوائد نظام RDBMS
- يتم استعمال النموذج المترابط البسيط والقوي من قبل المؤسسات من جميع الأنواع والأحجام لمجموعة متنوعة من احتياجات المعلومات.
- تُستخدم قواعد البيانات المترابطة لتتبع المخزونات.
- معالجة معاملات التجارة الإلكترونية.
- إدارة كميات هائلة من معلومات العملاء المهمة.
- يمكن اعتبار قاعدة البيانات العلائقية لأي معلومات تحتاج إلى معلومات ترتبط فيها نقاط البيانات ببعضها البعض ويجب إدارتها من خلال وسيلة آمنة ومتناغمة وقائمة على القواعد.
- قواعد البيانات المترابطة موجودة منذ السبعينيات.
- تستمر مزايا النموذج المترابط في جعله النموذج الأكثر قبولًا لقواعد البيانات.
مبدأ عمل نظام RDBMS
النموذج المترابط هو الأفضل في الحفاظ على تناسق البيانات عبر التطبيقات ونقل قاعدة البيانات وتسمى الحالات، كما تتخطى قواعد البيانات المترابطة في هذا النوع من تناسق البيانات ممّا يضمن أنّ الحالات متنوعة من قاعدة البيانات تمتلك نفس البيانات طوال الوقت، كما يصعب على الأنواع الأخرى من قواعد البيانات الحفاظ على هذا المستوى من التطابق في الوقت المناسب مع كميات كبيرة من البيانات.
ويمكن لبعض قواعد البيانات الحديثة مثل “NoSQL” توفير “الاتساق النهائي” فقط، وبموجب هذا المبدأ عندما يتم تحجيم قاعدة البيانات، أو عندما يصل عدة مستخدمين إلى نفس البيانات في نفس الوقت تحتاج البيانات إلى بعض الوقت “للحاق بالقسم”، والاتساق النهائي مقبول لبعض الاستخدامات مثل الاحتفاظ بالقوائم في كتالوج المنتج ولكن بالنسبة للعمليات التجارية الهامة، مثل معاملات عربة التسوق لا تزال قاعدة البيانات الارتباطية هي المعيار الذهبي.
- “NoSQL” هي اختصار لـ “not only Structured Query Language”.
مكونات نظام RDBMS
1- الجدول
- يتم حفظ البيانات المتوفرة في نظام “RDBMS” في كائنات قاعدة البيانات “Objects” التي تسمى جداول.
- وهذا الجدول عبارة عن مجموعة من إدخالات البيانات ذات العلاقة ويتكون من العديد من الأعمدة والصفوف.
- كما أنّ الجدول هو الشكل الأكثر شيوعاً والأبسط لتخزين البيانات في قاعدة بيانات مترابطة.
2- قيمة NULL
القيمة “NULL” في الجدول: هي قيمة في حقل يبدو فارغاً ممّا يعني أنّ الحقل الذي يحتوي على قيمة “NULL” هو حقل بدون قيمة، ومن المهم جداً فهم أنّ القيمة “NULL” تختلف عن القيمة الصفرية أو الحقل الذي يحتوي على مسافات كما أنّ الحقل ذو القيمة “NULL” هو الحقل الذي تم تركه فارغًا أثناء إنشاء السجل.
3- قيود SQL
قيود “SQL”: هي القواعد التي يتم فرضها على أعمدة البيانات في الجدول، ويتم استخدام هذه لتحديد نوع البيانات التي يمكن أن تدخل في الجدول، وهذا يضمن دقة وموثوقية البيانات في قاعدة البيانات، كما يمكن أن تكون القيود إمّا على مستوى العمود أو مستوى الجدول، كما يتم تطبيق قيود مستوى العمود على عمود واحد فقط، بينما يتم تطبيق قيود مستوى الجدول على الجدول بأكمله، وبعض القيود الأكثر استخداماً المتوفرة في “SQL”:
- قيد NOT NUL”L”، يضمن عدم إمكانية احتواء العمود على قيمة “NULL”.
- القيد الافتراضي، يوفر قيمة افتراضية لعمود عندما لا يتم تحديد أي منها.
- القيد الفريد، يضمن أنّ جميع القيم الموجودة في العمود مختلفة.
- المفتاح الأساسي، يعرّف بشكل فريد كل صف أو سجل في جدول قاعدة البيانات.
- المفتاح الخارجي، يعرّف بشكل فريد صفا أو سجلاً في أي جدول قاعدة بيانات آخر.
- التحقق من القيد، يضمن قيد التحقق أنّ جميع القيم الموجودة في عمود تحقق شروط معينة.
- الفهرس، يُستخدم لتكوين واسترداد البيانات من قاعدة البيانات بسرعة كبيرة.
4- تكامل البيانات
- تكامل الكيان، لا توجد صفوف مكررة في الجدول.
- تكامل المجال، يضع إدخالات صالحة لعمود محدد عن طريق تقييد النوع أو التنسيق أو نطاق القيم.
- التكامل المرجعي، لا يمكن حذف الصفوف التي تستخدمها السجلات الأخرى.
- النزاهة التي يعينها المستخدم، تفرض بعض قواعد العمل المحددة التي لا تقع ضمن الكيان أو المجال أو التكامل المرجعي.
5- تطبيع قاعدة البيانات
تطبيع قاعدة البيانات: هو عملية تنظيم البيانات بكفاءة في قاعدة البيانات، وهناك سببان لعملية التطبيع هذه:
- التخلص من البيانات الزائدة عن الحاجة، وعلى سبيل المثال تخزين نفس البيانات في أكثر من جدول واحد.
- ضمان تبعيات البيانات منطقية.
كلا السببين هُما هدفان مهمان لأنّهما يقللان من مقدار المساحة التي تستهلكها قاعدة البيانات ويضمنان تخزين البيانات بشكل منطقي، وتتكون التسوية من سلسلة من الإرشادات التي تساعد في إرشادك في إنشاء بنية قاعدة بيانات جيدة.
تنقسم إرشادات التطبيع إلى أشكال عادية، كما يتم اعتبار النموذج كتنسيق أو طريقة يتم بها تخطيط بنية قاعدة البيانات، والهدف من النماذج العادية هو تنظيم بنية قاعدة البيانات بحيث تتوافق مع قواعد:
- أول نموذج عادي “1NF”.
- النموذج العادي الثاني “2NF”.
- النموذج العادي الثالث “3NF”.
ملاحظة:“NF” هي اختصار لـ “normal form”.
